بررسی اثر افزودن نانوذرات سیلیکا برخواص مکانیکی و تنش تسلیم نانوکامپوزیت های پلیمری

امروزه نانوکامپوزیت ها به عنوان یکی از شاخه های علم نانوفناوری، اهمیت بسیاری یافته اند و یکی از زمینه های تحقیقاتی فعال به شمار می آیند. در این مقاله، به کمک یک مدل سه بعدی المان محدود به بررسی اثر نانوذرات سیلیکا بر خواص کششی نانوکامپوزیت های پلیمری پرداخته می شود. برای ایجاد مدل هندسی اولیه، به عنوان بخشی از ساختار نانوکامپوزیت پلیمر– سیلیکا، یک سلول مکعبی حاوی پلیمر و نانوذرات سیلیکا که به صورت مرتب و نامرتب در سلول پخش شده اند، به کمک نرم افزار شبیه سازی آباکوس مدلسازی شده است. بررسی نتایج به دست آمده از تحقیق حال حاضر، نشان می دهد که در هر دو حالت مرتب و نامرتب، با افزایش درصد حجمی مقادیر مدول الاستیک و تنش تسلیم افزایش می یابد که این افزایش در مدل های دارای فاز میانی بیشتر است. همچنین با بررسی شعاع نانوذرات سیلیکا، مشاهده می شود که در هر دو مدل مرتب و نامرتب با افزایش شعاع نانوذرات مدول الاستیک و تنش تسلیم کاهش می یابد. با بررسی تغییرات ضخامت فاز میانی در نانوذرات سیلیکا در سه درصد حجمی مختلف این نتایج مشاهده می شود که با افزایش ضخامت در هر سه درصد حجمی و در هر دو حالت مرتب و نامرتب مدول الاستیک و تنش تسلیم افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت ، نانوذرات سیلیکا ، خواص مکانیکی ، تنش تسلیم ، اجزای محدود